Дмитрий Соболев - Столетняя история “летающего крыла”

• Название: Столетняя история “летающего крыла”
• Автор: Дмитрий Соболев
• Издательство: РУСАВИА
• Жанр: Транспорт, военная техника
• Год: 1998
• ISBN: 5-900078-01-9

В книге подробно прослежена история создания и развития самолетов таких нетрадиционных схем, как «бесхвостка» и «летающее крыло». Рассмотрен вклад различных конструкторов и конструкторских школ в эволюцию летательных аппаратов указанных типов.

Для широкого круга читателей, интересующихся историей мировой авиации.

---

Первый раз официальные лица упомянули о самолете в печати в 1964 г., когда он уже вовсю летал: машина, пилотируемая Лу Шальком, впервые поднялась в воздух 26 апреля 1962 г. Но даже сейчас, через тридцать пять лет после первого полета, многие моменты из его истории по-прежнему остаются за семью печатями.

Испытания опытных образцов проходили на секретной базе ВВС Палмдейл в пустыне штата Невада. Первые экземпляры представляли собой одноместный разведчик, носивший обозначение А-12. Они имели взлетный вес 53100 кг и были снабжены двумя двигателями J-75 с тягой по 7720 кгс. С 1963 г. на самолет стали устанавливать новые ТРД J-58, развивавшие вдвое большую тягу.

Испытания шли не гладко: к 1967 г. из пятнадцати построенных А-12 из- за неполадок в системе управления и топливной системе разбились четыре машины. Но главное было достигнуто — самолет летал со скоростью М = 3 (впервые "трехмаховый" рубеж был преодолен в июле 1963 г.). По неофициальным данным, в ноябре 1964 г. на А-12 выполнили первый разведывательный полет над Кубой; в 1967 г. три самолета были направлены на авиабазу на японском острове Окинава для воздушной разведки в небе Вьетнама и Северной Кореи. Разведывательные полеты происходили на высоте 24000 м при скорости 3325 км/ч.

Стратегический разведчик А-12.

В октябре 1964 г. на военно-воздушной базе Эдвардс журналистам продемонстрировали три самолета YF-12A — двухместные истребители-перехватчики, созданные в 1963 г. на основе А-12. Они имели мощный радиолокатор фирмы Хьюз весом более 600 кг и несли во внутренних отсеках управляемые ракеты GAR-9 класса "воздух-воздух".

В серию эти машины не пошли, а вот следующий вариант — двухместный стратегический разведчик SR-71 — был принят на вооружение и применялся долгие годы.

Когда в журналах появились фотографии YF-12A, а затем и SR-71, первое, что бросалось в глаза — это абсолютно сюрреалистический облик самолета. Он не имел даже отдаленного сходства ни с одним из летательных аппаратов прошлого. Позднее выяснилось, что и "внутреннее содержание" машины под стать ее необычной форме. Недаром 24 сентября 1964 г. президент Линдон Джонсон вручил Клэрэнсу Джонсону за создание самолета высшую награду Национальной аэронавтической ассоциации США.

Так как А-12, YF-12A и SR-71 не очень сильно отличались по конструкции, я остановлюсь в деталях только на последней из этих машин. О ней впервые стало известно из речи Линдона Джонсона в Конгрессе 24 июля 1964 г.:

"Я бы хотел сообщить, — заявил тогда президент США, — об успешном развитии программы нового пилотируемого летательного аппарата для Стратегического авиационного командования. Это новый самолет SR-71 — перспективный дальний стратегический военный разведчик, способный вести разведку в любых точках Земного шара. ...Самолет будет летать со скоростью, более чем в три раза превышающей скорость звука и на высоте более 80000 футов. На нем будет установлено самое совершенное в мире разведывательное оборудование. Появление этого самолета обеспечит стратегические вооруженные силы США беспрецедентным средством для ведения дальней разведки.

А-12 в двухместном учебно-тренировочном варианте.

Самолет будет применяться как во время военных действий, так и в ситуациях, при которых существует опасность конфронтации вооруженных сил США с войсками других стран.

На SR-71 стоят те же двигатели J-58, как на упоминавшемся ранее экспериментальном перехватчике (YF-12A — Д.С.), но самолет имеет значительно больший вес и большую дальность полета. Возросший взлетный вес позволяет разместить на самолете разнообразное оборудование для выполнения Стратегическим авиационным командованием дальней разведки в военной обстановке.

Программа создания SR-71 стоимостью миллиард долларов началась в 1963 г. Испытания первого боевого самолета состоятся в начале 1965 г., вскоре после этого самолеты начнут поступать на вооружение Стратегического авиационного командования."[40]

Первый полет SR-71 произошел 19 октября 1964 г., т.е. раньше намеченной даты. Самолет пилотировал Боб Гиллиланд. Машина находилась в воздухе более часа и достигла сверхзвуковой скорости, что является своего рода рекордом для первого испытательного вылета. После "доводочной" стадии, занявшей около двух лет, SR-71 поступил на вооружение.

Главная особенность аэродинамической компоновки SR-71 — это применение "сплющенного" из-за развитых боковых наплывов фюзеляжа, создающего в полете подъемную силу. Наплывы имелись также в зоне соединения крыла и гондол двигателей. Это было сделано для того, чтобы максимально "сгладить" перераспределение аэродинамических сил на сверхзвуке, сказывающееся в падении аэродинамического качества — стратегический разведчик должен иметь большую дальность полета. Внешние части крыла, снабженные элеронами, имели спереди заметную коническую крутку, помогающую уменьшить индуктивное сопротивление на дозвуковой скорости. Рули высоты расположены ближе к основанию крыла. Относительная толщина профиля 3,2%, т.е. меньше, чем у других "бесхвосток"; стреловидность внешних частей крыла 53°.

В связи с тем, что двигатели на SR-71 разнесены на довольно большое расстояние, отказ одного из них вызвал бы очень сильный разворачивающий момент. Чтобы удержать самолет на курсе, требовались мощные рули. Поэтому вместо привычного центрального киля с рулем направления Джонсон применил двухкилевое оперение, причем кили не имели рулей, а могли сами поворачиваться вокруг оси. Для улучшения продольной устойчивости они были "завалены" внутрь на угол 15°. Отклонение килей, так же, как и других поверхностей управления, осуществлялось, естественно, с помощью гидроусилителей.[41]

Много сложных проблем вызывал нагрев конструкции во время полета с максимальной скоростью. С ними столкнулись еще при создании В-58, но тот самолет был "двухмаховый", a SR-71 должен был летать с М = 3. Так как превращающаяся в тепло кинетическия энергия частиц воздуха пропорциональна квадрату скорости, то температура нагрева получалась вдвое больше, чем у В-58 — более 3000°С. Поэтому специалистам фирмы Локхид пришлось отказаться от дюралюминиевых сплавов и применить более жаростойкий, но и значительно более дорогой и сложный в производстве титановый сплав. Из этого сплава изготовлено 85% конструкции, остальные 15% приходятся на композиционные материалы. Прозрачные панели кабины были выполнены из кварца. Чтобы улучшить отдачу тепла в атмосферу, самолет покрыли специальной черной краской, поэтому он получил название "Блэкберд" ("Черный дрозд").

Немало неприятностей доставляло коробление обшивки из-за неравномерности нагрева различных ее частей в полете. В конце концов в самой термонапряженной части крыла — между двигателями — обшивку решили сделать гофрированной. Теперь при нагреве она уже не вспучивалась: расположенные "по-потоку" выступы и вогнутости играли роль продольных ребер жесткости, а температурное расширение в направлении поперечной оси поглощалось способностью гофрированного листа сжиматься и распрямляться, как гармошка. Так казалось бы давно ушедшая в историю гофрированная обшивка еще раз послужила авиации.

Самолет имел двигатели J-58, специально разработанные для него фирмой Пратт-Уитни. Каждый из них на форсаже мог развивать тягу 14740 кгс. В то время это были самые мощные турбореактивные двигатели. Регулируемые воздухозаборники были сконструированы таким образом, что при максимальной скорости полета брали на себя основную работу по сжатию воздуха и тот поступал по обводным каналам прямо в форсажную камеру. В результате из турбореактивного двигатель, по существу, становился прямоточным. Это позволяло экономить топливо, так как при очень большой скорости КПД прямоточного возушно-реактивного двигателя выше, чем у обычного ТРД.

Топливные баки занимали почти всю длину фюзеляжа. Их общая емкость составляла более 40 тысяч литров. Из-за динамического нагрева конструкции стенки баков могли накаляться до 280°С, поэтому для SR-71 пришлось создать специальное горючее, с необычно высокой температурой воспламенения. Были разработаны также особые термостойкие сорта масла и гидравлической жидкости.

"Дюрандаль"

"Мираж"! 11

"Мираж"! V

SR-71

CF-105

"Мираж"2000

J-35

SR-71 — самый скоростной серийный самолет.

Основные стойки шасси имели не два или четыре, как принято, а три колеса. Покрышки были сделаны из специального синтетического материала, сохраняющего прочность при высоких температурах. Они выдерживали разбег до скорости 555 км/ч.